vrijdag 13 oktober 2017
Biochemie
Membranen
Functies van biologische membranen
• Handhaving celvorm
• Bescherming intracellulair milieu
• Cel-cel herkenning
• Communicatie
• Transport
• Energie-winning
Biologische membranen bevatten lipiden en eiwitten
Standaard celmembraan: 40-50% lipide en 50-60% eiwit.
Myeline membraan: 80% lipide en 20% eiwit (isolator).
Mitochondriale binnenmembraan: 25% lipide en 75% eiwit (energie).
Lipiden zijn basiselementen van biologische membranen
Lipiden zijn amfipatisch = 1 kant van het molecuul (de kop) is een polaire of ion-
groep en dus hydrofiel; de andere kant (de staart) is niet-polair en dus hydrofoob.
Lipiden zijn oplosbaar in niet-polaire oplosmiddelen.
1. Fosfolipiden zijn de meest voorkomende membraan lipiden. Ze bevatten als
back-boen een glycerol-3-fosfaat molecuul.
2. Sfingolipiden bevatten in plaats van glycerol, sfingosine, een alcohol met een
lange koolwaterstofketen. Sommigen hebben koolhydraten gebonden aan de
kop —> glyco-sfingolipiden.
3. Cholesterol is een steroid. Het is zeer hydrofoob en wordt meestal
gesynthetiseerd in de lever.
Vetten zijn hydrofoob. Daarom is geen water nodig voor opslag en geen sprake van
osmotische druk.
1 Perla Tazi
, vrijdag 13 oktober 2017
Membraan
fosfolipiden en sfingolipiden vormen dubbellagen
Fosfolipiden vormen dubbellagen: de hydrofobe staarten zijn gericht naar het
inwendige en de hydrofiele koppen naar buiten (naar de waterfase).
Dit komt door het hydrofobe effect: apolaire moleculen worden ‘’uitgeperst’’ door
water. Losse apolaire moleculen verstoren de H-brug vorming tussen
watermoleculen.
Samenklontering van apolaire moleculen —> kleiner apolair oppervlak + minder
verstoring van H-bruggen vorming tussen watermoleculen.
Lipide dubbellagen zijn vloeibaar
Het membraan is zo dun dat we het opvatten als een 2D vloeistof. Lipide moleculen
kunnen zich binnen 1 laag vrijelijk bewegen; overgang van de ene helft naar de
andere helft (flip-flop) treedt minder op.
2 Perla Tazi
, vrijdag 13 oktober 2017
De vloeibaarheid van biologische membranen hangt af van:
- temperatuur
- lipide samenstelling:
- cholesterol gehalte
- verhouding verzadigde/onverzadigde vetzuren
Van der Waals interacties zorgt voor de aantrekking tussen fosfolipiden; deze treedt
op tussen de vetzuurstaarten.
De afstand tussen vetzuurketens en daarmee de sterkte van de Van der Waals
interactie hangt af van:
- de structuur van de vetzuurketens —> onverzadigde vetzuurketens hebben een
knik, waardoor het contact tussen naburige moleculen minder is dan bij ‘’rechte’’,
verzadigde vetzuurketens.
Hoog gehalte onverzadigde vetzuurstaarten = hoge vloeibaarheid.
- de omvang van de hydrofiele kop —> een grote hydrofiele kop betekent dat de
moleculen elkaar minder kunnen naderen.
Grote kop = locale verhoging vloeibaarheid.
Cholesterol reguleert de membraanvloeibaarheid
Verzadigde vetzuurstaarten —> cholesterol zit tussen de fosfolipide moleculen en
voorkomt dat deze elkaar dicht kunnen naderen —> minder Van der Waals
interactie. Cholesterol verhoogt dus de vloeibaarheid.
Onverzadigde vetzuurstaarten —> cholesterol past precies tussen de knik —> meer
Van der Waals interacte. Cholesterol verlaagt dus de vloeibaarheid.
Eiwitten in de membraan
2 typen membraan eiwitten:
• Integrale (intrinsieke) membraan-eiwitten —> ingebed in de lipide dubbellaag. In
het membraan gedeelte zijn meer aminozuur-residuen met apolaire zijgroepen.
Waar de polaire laag wordt doorboord, zijn meer positief geladen aminozuren. Ze
zijn verankerd in het membraan d.m.v hydrofobe interacties en van der Waals
interacties. Kan zowel aan 1 of 2 kanten eruit steken.
3 Perla Tazi
Biochemie
Membranen
Functies van biologische membranen
• Handhaving celvorm
• Bescherming intracellulair milieu
• Cel-cel herkenning
• Communicatie
• Transport
• Energie-winning
Biologische membranen bevatten lipiden en eiwitten
Standaard celmembraan: 40-50% lipide en 50-60% eiwit.
Myeline membraan: 80% lipide en 20% eiwit (isolator).
Mitochondriale binnenmembraan: 25% lipide en 75% eiwit (energie).
Lipiden zijn basiselementen van biologische membranen
Lipiden zijn amfipatisch = 1 kant van het molecuul (de kop) is een polaire of ion-
groep en dus hydrofiel; de andere kant (de staart) is niet-polair en dus hydrofoob.
Lipiden zijn oplosbaar in niet-polaire oplosmiddelen.
1. Fosfolipiden zijn de meest voorkomende membraan lipiden. Ze bevatten als
back-boen een glycerol-3-fosfaat molecuul.
2. Sfingolipiden bevatten in plaats van glycerol, sfingosine, een alcohol met een
lange koolwaterstofketen. Sommigen hebben koolhydraten gebonden aan de
kop —> glyco-sfingolipiden.
3. Cholesterol is een steroid. Het is zeer hydrofoob en wordt meestal
gesynthetiseerd in de lever.
Vetten zijn hydrofoob. Daarom is geen water nodig voor opslag en geen sprake van
osmotische druk.
1 Perla Tazi
, vrijdag 13 oktober 2017
Membraan
fosfolipiden en sfingolipiden vormen dubbellagen
Fosfolipiden vormen dubbellagen: de hydrofobe staarten zijn gericht naar het
inwendige en de hydrofiele koppen naar buiten (naar de waterfase).
Dit komt door het hydrofobe effect: apolaire moleculen worden ‘’uitgeperst’’ door
water. Losse apolaire moleculen verstoren de H-brug vorming tussen
watermoleculen.
Samenklontering van apolaire moleculen —> kleiner apolair oppervlak + minder
verstoring van H-bruggen vorming tussen watermoleculen.
Lipide dubbellagen zijn vloeibaar
Het membraan is zo dun dat we het opvatten als een 2D vloeistof. Lipide moleculen
kunnen zich binnen 1 laag vrijelijk bewegen; overgang van de ene helft naar de
andere helft (flip-flop) treedt minder op.
2 Perla Tazi
, vrijdag 13 oktober 2017
De vloeibaarheid van biologische membranen hangt af van:
- temperatuur
- lipide samenstelling:
- cholesterol gehalte
- verhouding verzadigde/onverzadigde vetzuren
Van der Waals interacties zorgt voor de aantrekking tussen fosfolipiden; deze treedt
op tussen de vetzuurstaarten.
De afstand tussen vetzuurketens en daarmee de sterkte van de Van der Waals
interactie hangt af van:
- de structuur van de vetzuurketens —> onverzadigde vetzuurketens hebben een
knik, waardoor het contact tussen naburige moleculen minder is dan bij ‘’rechte’’,
verzadigde vetzuurketens.
Hoog gehalte onverzadigde vetzuurstaarten = hoge vloeibaarheid.
- de omvang van de hydrofiele kop —> een grote hydrofiele kop betekent dat de
moleculen elkaar minder kunnen naderen.
Grote kop = locale verhoging vloeibaarheid.
Cholesterol reguleert de membraanvloeibaarheid
Verzadigde vetzuurstaarten —> cholesterol zit tussen de fosfolipide moleculen en
voorkomt dat deze elkaar dicht kunnen naderen —> minder Van der Waals
interactie. Cholesterol verhoogt dus de vloeibaarheid.
Onverzadigde vetzuurstaarten —> cholesterol past precies tussen de knik —> meer
Van der Waals interacte. Cholesterol verlaagt dus de vloeibaarheid.
Eiwitten in de membraan
2 typen membraan eiwitten:
• Integrale (intrinsieke) membraan-eiwitten —> ingebed in de lipide dubbellaag. In
het membraan gedeelte zijn meer aminozuur-residuen met apolaire zijgroepen.
Waar de polaire laag wordt doorboord, zijn meer positief geladen aminozuren. Ze
zijn verankerd in het membraan d.m.v hydrofobe interacties en van der Waals
interacties. Kan zowel aan 1 of 2 kanten eruit steken.
3 Perla Tazi
